DE19621437A1 - Navigationssystem mit optimaler Zielroutenbestimmung - Google Patents
Navigationssystem mit optimaler ZielroutenbestimmungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Naviga
tionssystem, welches eine Kreuz- bzw. Reisenavigation
(cruising navigation) zu einem Reiseziel durch Festlegen
einer Route durchführt, welche zu dem Reiseziel führt.
Herkömmliche Kfz-Navigationssysteme führen eine Navi
gation zu einem Ziel unter Hervorheben einer Zielroute auf
einer Straßenkarte oder durch Ausgeben von vokalen Befeh
len, in welche Richtung das Fahrzeug nach dem Bestimmen
der Zielroute von einem Startpunkt aus zu dem Ziel fahren
sollte, unter Verwendung des Dÿkstra-Algorithmus, welcher
in Shuji Mizutani, Car Electronics, Seiten 187-188 (1992)
offenbart ist.
Bei diesem Navigationssystemtyp wird ein Routenaufwand
(route cost) (ein geschätzter Wert der Route, welcher
hiernach einfach mit Aufwand bezeichnet wird), von dem
Startpunkt zu jedem Knoten auf der Karte unter Verwendung
einer Verbindungsgliedinformation, welche Verbindungsglie
der zwischen Knoten beschreibt, und unter Verwendung einer
Verbindungsgliedanschlußinformation bzw. -verknüpfungsin
formation, welche Information bezüglich der Verkehrsvor
schriften enthält. Wenn alle Berechnungen bezüglich des
Aufwands der Pfade bis zum Ziel fertiggestellt sind, wird
die Zielroute durch Zusammenfügen von Verbindungsgliedern
bestimmt, welche den minimalen Aufwand besitzen. Bei
spielsweise wird die Gleichung 1 bei der Berechnung des
Aufwands jedes Verbindungsglieds bei dem Dÿkstra-Algo
rithmus in herkömmlichen Navigationssystemen verwendet.
Aufwand = Entfernung zwischen Knoten (Länge der Ver
bindung bzw. des Verbindungsglieds × Straßenbreitenkoeffi
zient × Straßentypkoeffizient).
Hierbei ist der Straßenbreitenkoeffizient ein Koeffi
zient, welcher entsprechend der Straßenbreite bestimmt
ist, und der Straßentypkoeffizient ein Koeffizient, wel
cher entsprechend dem Straßentyp wie einer gebührenpflich
tigen Straße oder dergleichen bestimmt ist. Der Aufwand
der Zielroute kann durch Addieren des jeweiligen Aufwands,
welcher unter Verwendung von Gleichung 1 erlangt wird, be
rechnet werden.
Der Ausdruck "Dÿkstra-Algorithmus", welcher hierin
und bei den Ansprüchen verwendet wird, bezieht sich auf
das oben beschriebene Verfahren.
Jedoch kann bei diesem Aufwandsberechnungsverfahren
unter Verwendung des oben beschriebenen Dÿkstra-Algorith
mus das Bestimmen der Zielroute nicht durchgeführt werden,
wenn sich ein Fahrzeug nicht von einem derzeitigen Verbin
dungsglied (Eingangsverbindungsglied) zu einem nächsten
Verbindungsglied (Ausgangsverbindungsglied) wegen entspre
chender Verkehrsvorschriften wie dem Verbot eines
Links/Rechtsabbiegens, einer Einbahnstraße oder derglei
chen bewegen kann. Daher treten infolge derartiger Ver
kehrsvorschriften Schwierigkeiten wie das Bestimmen einer
Rundumroute gegenüber einer optimalen Route auf, und es
kann das Unvermögen auftreten, die Zielroute zu bestimmen.
Diese Situation wird hiernach unter Bezugnahme auf
Fig. 7 erklärt. Entsprechend Fig. 7 liegen Verkehrsvor
schriften vor, nach denen ein Rechtsabbiegen von Verbin
dungsglied 2 zu Verbindungsglied 6 und von Verbindungs
glied 3 zu Verbindungsglied 5 verboten ist (in der Figur
zeigt der Ausdruck "x", von welchem ein Pfeil ausgeht, ei
ne verbotene Bewegung an). In derselben Figur erstreckt
sich eine ideale Route von einer augenblicklichen Position
zu einem Ziel von der augenblicklichen Position zu dem
Ziel über einen Knoten 1, das Verbindungsglied 3, einen
Knoten 4, ein Verbindungsglied 4, einen Knoten 3 und das
Verbindungsglied 6.
Da jedoch bei dem Dÿkstra-Algorithmus die Route be
züglich des minimalen Aufwands von der augenblicklichen
Position zu jedem Knoten bestimmt wird, wird, wenn der
Aufwand zum Knoten 3 über das Verbindungsglied 2 von dem
Knoten 1 kleiner ist als der Aufwand zu dem Knoten 3 von
dem Knoten 1 über das Verbindungsglied 3, den Knoten 4 und
das Verbindungsglied 4, der Aufwand des Knotens 3 auf der
Grundlage des erstgenannten Aufwands bestimmt.
Daher wird die Route zu dem Knoten 3 von dem Knoten 1
über das Verbindungsglied 2 als die Route zu dem Knoten 3
bestimmt. Da entsprechend Fig. 7 ein Rechtsabbiegen von
dem Verbindungsglied 2 zu dem Verbindungsglied 6 verboten
ist, wird die Route zu dem Ziel über den Knoten 3, das
Verbindungsglied 4, den Knoten 4, das Verbindungsglied 5,
den Knoten 5 und das Verbindungsglied 6 letztendlich als
die endgültige Route bestimmt, und daher wird die resul
tierende Route länger als die vorher beschriebene ideale
Route.
Aufgabe der Erfindung ist es, im Hinblick auf die bei
dem Stand der Technik auftretenden Schwierigkeiten ein
verbessertes Navigationssystem bereitzustellen. Aufgabe
der Erfindung ist es insbesondere, ein Navigationssystem
vorzusehen, welches unter Verwendung des Dÿkstra-Algo
rithmus unter Berücksichtigung von Verkehrsvorschriften
und dergleichen eine geeignete Route zu einem Ziel fest
legt.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der
unabhängigen Ansprüche. Entsprechend einem ersten Aspekt
der vorliegenden Erfindung wird ein Navigationssystem be
reitgestellt, welches folgende Komponenten enthält: eine
Speichereinheit zum Speichern von Informationen bezüglich
der Verbindungsglieder, welche Knoten verbindende Verbin
dungsglieder und deren Routenaufwand beschreiben, und von
Informationen bezüglich eines Verbindungsgliedanschlusses;
eine Zielbestimmungseinheit zum Bestimmen eines Ziels; ei
ne Routenbestimmungseinheit, welche eine Routenaufwands
speichereinheit zum Speichern des Routenaufwands der Ver
bindungsglieder aufweist, zum Bestimmen einer Zielroute
von einer Startposition zu dem Ziel durch Berechnen des
Routenaufwands auf der Grundlage der Informationen bezüg
lich der Verbindungsglieder und der Informationen bezüg
lich eines Verbindungsgliedanschlusses unter Verwendung
des Dÿkstra-Algorithmus, zum Auswählen von Verbindungs
gliedern zur Bildung einer Zielroute mit einem geringsten
Aufwand und zum Aktualisieren des Routenaufwands; und eine
Navigationseinheit zum Durchführen einer Kreuz- bzw. Rei
senavigation auf der Grundlage der auf diese Weise gebil
deten Navigationsroute.
Auf diese Weise berechnet die Routenbestimmungseinheit
den Aufwand aus den Informationen bezüglich der Verbin
dungsglieder und den Informationen bezüglich des Anschlus
ses unter Verwendung des Dÿkstra-Algorithmus und bestimmt
eine Zielroute durch Zusammenfügen von Verbindungsglie
dern, welche den minimalen Aufwand besitzen.
Da der Aufwand von Anschlußverbindungsgliedern, welche
die Knoten verbinden, bestimmt wird, obwohl sogar ein Be
stimmen des Aufwands nicht von Anschlußverbindungsgliedern
unter Berücksichtigung von Verkehrsvorschriften durchge
führt werden kann, kann bei der Berechnung des Aufwands
das Bestimmen des Aufwands von Anschlußverbindungsglie
dern, welche mit anderen Verbindungsgliedern verbunden
sind, ohne Berücksichtigung von Verkehrsvorschriften
durchgeführt werden. Somit kann das Bestimmen der Ziel
route sogar bei Vorhandensein von Verkehrsvorschriften
durchgeführt werden.
Entsprechend einem anderen Aspekt der vorliegenden Er
findung wird ein Navigationssystem bereitgestellt, bei
welchem die Routenbestimmungseinheit eine Einheit zum Be
stimmen, ob der Eintritt in ein bestimmtes Verbindungs
glied möglich ist, auf der Grundlage der Information be
züglich eines Verbindungsgliedanschlusses, und zum Ermög
lichen von Aktualisierungen des jeweiligen Routenaufwands
eines derartigen bestimmten Verbindungsglieds, wenn ein
solcher Eintritt möglich ist, enthält.
Die vorliegende Erfindung wird in der nachfolgenden
Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Gesamtkonstrukti
on einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2A-2C zeigen Blockdiagramme, welche bei der
bevorzugten Ausführungsform verwendete Kartendatenformate
darstellen;
Fig. 3 zeigt ein schematisches Diagramm einer bei der
Ausführungsform verwendeten typischen Karte;
Fig. 4 und 5 zeigen
Flußdiagramme, welche ein Ziel
routenverarbeitungsprogramm des in Fig. 1 dargestellten
Kontrollers veranschaulichen;
Fig. 6 zeigt eine Tabelle, welche ein Unterknotenda
tenspeichergebiet in der in Fig. 1 dargestellten Speicher
einheit veranschaulicht; und
Fig. 7 zeigt eine beispielhafte Darstellung, welche
eine Schwierigkeit bei Navigationssystemen nach dem Stand
der Technik veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt eine Gesamtkonstruktion eines Fahrzeugna
vigationssystems entsprechend einer bevorzugten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung.
Um die augenblickliche Fahrzeugposition zu erfassen,
enthält das System der vorliegenden Ausführungsform einen
GPS-Empfänger 1 (GPS, global positioning system), einen
Orientierungs- bzw. Richtungssensor 2 und einen Radge
schwindigkeitssensor 3. Der GPS-Empfänger 1 empfängt Funk
wellen von einem Satelliten und erzeugt ein Signal, wel
ches die gegenwärtige Position des Fahrzeugs anzeigt. Der
Orientierungssensor 2 erzeugt ein Richtungssignal auf das
Erfassen einer Bewegungsrichtung des Fahrzeugs unter Be
nutzung beispielsweise des Erdmagnetfelds. Der Radge
schwindigkeitssensor 3 erzeugt ein Entfernungssignal auf
das Erfassen einer zurückgelegten Entfernung des Fahrzeugs
auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl
der Fahrzeugräder.
Eine Speichereinheit 4 enthält ein Speichermedium wie
ein CD-ROM oder dergleichen zum Speichern von Kartendaten
oder dergleichen und stellt die Kartendaten oder derglei
chen einem Kontroller 6 bereit.
Eine Operationseinheit 5 wird von einem Fahrer oder
dergleichen des Fahrzeugs betätigt und erzeugt die nötigen
Operationssignale für die Navigation. Unter Verwendung
dieser Operationseinheit 5 kann das beim Bestimmen der
Zielroute verwendete Ziel eingegeben bzw. festgelegt wer
den. Beispielsweise kann das Ziel durch Zeigen auf eine
Position auf einem Schirm einer Anzeigeeinheit 7 oder
durch Eingeben einer Identifizierungsnummer entsprechend
der Position, beispielsweise der Telefonnummer des Ziels
bestimmt und eingegeben werden.
Der Kontroller 6 enthält einen Mikroprozessor oder
dergleichen und zeigt eine Straßenkarte eines Bewegungsbe
reichs des Fahrzeugs auf der Anzeigeeinheit 7 auf der
Grundlage von Signalen von jeder der oben beschriebenen
Einheiten und Sensoren an. Darüber hinaus berechnet der
Kontroller 6 die augenblickliche Position des Fahrzeugs
und führt ein Verfahren zum Anzeigen der augenblicklichen
Position des Fahrzeugs bezüglich der Straßenkarte auf der
Anzeigeeinheit 7 aus. Wenn die Straßennavigation zu dem
Ziel durchgeführt wird, bestimmt der Kontroller 6 des wei
teren die Route zu dem Ziel und führt ein Verfahren zum
Hervorheben der Anzeige der Zielroute auf der Anzeigeein
heit 7 aus.
Die Anzeigeeinheit 7 ist auf einem Teil der Instrumen
tenkonsole des Fahrzeugs vorgesehen und zeigt die Straßen
karte, die augenblickliche Position und dergleichen. Eine
LCD-Einheit (LCD, liquid crystal display), eine CRT-Anzei
geeinheit (CRT, cathod ray tube) oder dergleichen kann als
Anzeigeeinheit 7 verwendet werden.
Fig. 2A-2C veranschaulichen Formate der Kartenda
ten.
Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform ist jede
Straße auf der Karte in eine Vielzahl von Knoten wie Zwi
schenabschnitte und dergleichen mit Verbindungsgliedern,
welche zwischen die Knoten gesetzt sind, die durch die
Straßen verbunden sind, unterteilt. Die Karte ist durch
Zusammenfügen derartiger Verbindungsglieder gebildet. Da
her sind die Kartendaten mit den in Fig. 2A-2C darge
stellten Formaten konstruiert.
Jedes Verbindungsglied ist auf der Grundlage der Ver
bindungsgliedinformation wie in Fig. 2A veranschaulicht
konstruiert. Die Verbindungsgliedinformation enthält eine
Identifizierungsnummer (Verbindungsglied-ID) zum Identifi
zieren des Verbindungsglieds, X- und Y- Koordinaten der
Start- und Endpunkte des Verbindungsglieds, eine Straßen
länge, einen Straßentyp (zum Anzeigen eines Straßentyps
wie einer Straßenbenutzungsgebühr oder dergleichen) und
Straßenbreitendaten des Verbindungsglieds.
Des weiteren besitzt jedes Verbindungsglied eine in
Fig. 2B und 2C dargestellte Verbindungs- bzw. Anschluß
information zu jedem Verbindungsglied selbst, welches als
Eingangsverbindungsglied dient, und zu Verbindungsglie
dern, welche mit beiden Enden eines derartigen Eingangs
verbindungsglieds verbunden sind, welche als Ausgangsver
bindungsglieder dienen. Fig. 2B veranschaulicht das Format
der Verbindungsinformation an der Seite des Startpunkts,
und Fig. 2C veranschaulicht das Format der Verbindungsin
formation an der Seite des Endpunkts. Die Verbindungsin
formation der Seite an dem Startpunkt enthält die Zahl n
von Verbindungsgliedern, welche mit dem Knoten an der
Startseite verbunden sind, die Verbindungsglied-ID davon
und Informationen von Verkehrsvorschriften bezüglich aller
n Verbindungsglieder, welche mit dem Knoten an der Start
seite verbunden sind. Ähnlich enthält die Verbindungsin
formation an der Seite des Endpunkts die Zahl in von Ver
bindungsgliedern, welche mit dem Knoten an der Endseite
verbunden sind, die Verbindungsglied-ID davon und Informa
tionen über Verkehrsvorschriften bezüglich aller m Verbin
dungsglieder, welche mit dem Knoten an der Endseite ver
bunden sind.
Obwohl die Information bezüglich des Verbindungsglie
danschlusses in der obigen Erörterung als Tabelle von Ver
bindungsgliedern aus Gründen der Einfachheit ausgedrückt
wurde, wird eine derartige Information bezüglich des Ver
bindungsgliedanschlusses vorzugsweise als Verbindungs
gliedliste ausgeführt, was für einen Fachmann verständlich
ist.
Informationen bezüglich Verkehrsvorschriften zeigen
an, ob es möglich ist, von dem gegenwärtigen Verbindungs
glied (Eingangsverbindungsglied) zu einem Anschlußverbin
dungsglied (Ausgangsverbindungsglied) fortzufahren und
werden unter Verwendung von Flags festgelegt.
Mit derartigen Kartendatenformaten wurde ein Bestimmen
der Zielroute wie in der Vergangenheit unter Verwendung
des Dÿkstra-Algorithmus durchgeführt. Jedoch wird bei der
vorliegenden Erfindung die Berechnung des Aufwands unter
Berücksichtigung von Informationen bezüglich entsprechen
der Verkehrsvorschriften derart durchgeführt, daß das
Festlegen einer Rundumzielroute wie in dem Abschnitt be
züglich verwandter Technik beschrieben, vermieden wird.
Konkret dargestellt, bei der vorliegenden Erfindung werden
Aufwandsberechnungen nach dem Bestimmen von Unter- bzw.
Subknoten entsprechend Fig. 3 durchgeführt. Jeder Subkno
ten ist ein imaginärer Knoten, welcher das Bestimmen des
Aufwands bezüglich der Anschlußverbindungsglieder
(Ausgangsverbindungsglieder) ermöglicht, welche mit den
Knoten verbunden sind.
Unter Verwendung dieser Subknoten wird die Zielroute
durch ein Routenbestimmungsverfahren des Kontrollers 6 wie
in Fig. 4 und 5 dargestellt bestimmt. Wie in Fig. 6
dargestellt wird der Aufwand jedes Subknotens an den An
schlußverbindungsgliedern, welche an jedem Knoten ange
schlossen sind, in einem vorbestimmten Bereich eines RAM
in dem Kontroller 6 gespeichert. Am Anfang des in Fig.
4 und 5 dargestellten Verfahrens wird der Aufwand aller
Subknoten anfänglich auf einen maximalen Wert bestimmt.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Routenbestimmungsver
fahren wird in einem Schritt 101 das Zielbestimmungs- und
das Kartendatenleseverfahren auf der Grundlage der Opera
tionen der Operationseinheit 5 oder dergleichen durchge
führt. Beim Bestimmen des Ziels wird, wenn sich das Ziel
auf einem der Verbindungsglieder befindet, das Verbin
dungsglied zu einem letzten Verbindungsglied, und wenn
sich das Ziel nicht auf einem der Verbindungsglieder be
findet, wird das am nächsten zu dem Ziel befindliche Ver
bindungsglied das letzte Verbindungsglied. Während des
Kartendatenleseverfahrens werden Kartendaten eines vorbe
stimmten Gebiets, welches das bestimmte Ziel und die au
genblickliche Position des Fahrzeugs enthält, aus der
Speichereinheit 4 gelesen. Das Verfahren des Bestimmens
der Zielroute wird auf der Grundlage derartiger ausgelese
ner Kartendaten durchgeführt.
Auf der Grundlage der augenblicklichen Position
(Startposition) des Fahrzeugs wird in einem Schritt 102
der Aufwand bezüglich beider Endknoten des Startverbin
dungsglieds berechnet. In diesem Fall wird eine Position
auf dem nächsten Verbindungsglied zu der augenblicklichen
Position des Fahrzeugs bestimmt, es wird der Aufwand des
Verbindungsglieds unter Verwendung von Gleichung 1 berech
net, und es wird der anfängliche Aufwand von der augen
blicklichen Position zu den Knoten an jedem Ende des Ver
bindungsglieds durch proportionale Verteilung auf der
Grundlage der Positionsbeziehung einer derartigen Position
bezüglich der jeweiligen Endknoten der Verbindung berech
net. Hier wird der anfängliche Aufwand der Subknoten an
den Anschlußverbindungsgliedern bestimmt, welche mit bei
den Endknoten verbunden sind.
Bei einem Verbindungsglied 1, welches das zu der au
genblicklichen Position nächste Verbindungsglied wie in
Fig. 3 veranschaulicht ist, wird, wenn der durch die pro
portionale Verteilung berechnete Aufwand bezüglich beider
Endknoten 1 und 2 gleich "2" bzw. "5" ist, der Aufwand "2"
für jeden der Subknoten 1-1 und 1-2 des Knotens 1 be
stimmt, und es wird der Aufwand "5" für jeden der Subkno
ten 2-1 bis 2-3 des Knotens 2 bestimmt.
Als nächstes wird in einem Schritt 103 der Subknoten
bestimmt, welcher unter den nichtbezeichneten Subknoten
den geringsten Aufwand aufweist. In Fig. 3 befinden sich
alle Subknoten in einem nichtbezeichneten Zustand, und es
wird ein Subknoten, welcher den minimalen Wert besitzt,
beispielsweise der Subknoten 1-1, welcher den Aufwand "2"
besitzt, gewählt. Wenn es eine Mehrzahl von Subknoten
gibt, welche denselben minimalen Wert besitzen, wird einer
aus der Mehrzahl von Subknoten mit geringstem Aufwand ge
wählt.
Als nächstes wird in einem Schritt 104 der Aufwand des
Passierens des Verbindungsglieds mit dem gewählten Subkno
ten auf der Grundlage von Gleichung 1 berechnet. Entspre
chend Fig. 3 wird der Aufwand des Verbindungsglieds 3 be
rechnet.
In einem Schritt 105 werden die Anschlußverbindungs
glieder, welche mit dem Endknoten des Verbindungsglieds
mit dem gewählten Subknoten verbunden sind, auf der Grund
lage der Verbindungsinformation bestimmt. Entsprechend
Fig. 3 werden Anschlußverbindungsglieder 4 und 5, welche
mit dem Endknoten 4 des Verbindungsglieds 3 verbunden
sind, welches des Subknoten 1-1 besitzt, gewählt.
Danach fährt die Steuerung mit dem in Fig. 5 darge
stellten Verfahren fort, bei welchem in Schritten 106 bis
110 der Aufwand der Subknoten aller im Schritt 105 be
stimmten Anschlußverbindungsglieder aktualisiert wird.
D.h. es wird im Schritt 106 bestimmt, ob der Eintritt in
das Anschlußverbindungsglied auf der Grundlage der in Fig. 2
dargestellten Information bezüglich der Verkehrsvor
schriften möglich ist oder nicht; im Schritt 107 wird be
stimmt, ob der Subknoten an dem Anschlußverbindungsglied
nichtbezeichnet ist oder nicht; und im Schritt 108 wird
bestimmt, ob der augenblickliche berechnete Aufwand des
Subknotens des Anschlußverbindungsglieds kleiner als der
vorher erlangte Aufwand ist. Wenn der augenblickliche be
rechnete Aufwand kleiner als der vorherige Aufwand ist,
wird im Schritt 109 der augenblickliche Aufwand des Sub
knotens aktualisiert.
Es ist hier festzustellen, daß beim Aktualisieren des
Aufwands des Subknotens Verbindungsgliedinformationen über
vorhergehende Verbindungsglieder zum Erreichen des Subkno
tens ebenfalls gespeichert werden.
Entsprechend Fig. 3 wird das Verfahren nach dem
Schritt 106 bezüglich einem der Anschlußverbindungsglieder
4 und 5 durchgeführt, und hier wird beispielsweise das
Verfahren bezüglich des Anschlußverbindungsglieds 4 durch
geführt. Da der Eintritt zu dem Anschlußverbindungsglied 4
von dem Verbindungsglied 3 möglich ist und der Subknoten
4-1 an dem Anschlußverbindungsglied 4 nichtbezeichnet ist,
ergeben sich bezüglich der Schritte 106 und 107 positive
Ausgänge. Wenn im Schritt 105 berechnet wird, daß der Auf
wand des Verbindungsglieds 3 "21" beträgt, so beträgt der
Aufwand des Subknotens 4-1 "23", was durch Addieren von "2"
(der Aufwand des Subknotens 1-1) auf "21" erzielt wird. Da
der Aufwand "23" des Subknotens 4-1 kleiner als der an
fänglich bestimmte maximale Wert ist, ergibt sich im
Schritt 108 ein positiver Ausgang, und es wird im Schritt
109 der Aufwand des Subknotens 4-1 auf "23" aktualisiert.
Da an diesem Punkt das Verfahren bezüglich aller An
schlußverbindungsglieder noch nicht beendet ist, wird in
dem Schritt 110 ein negativer Ausgang ausgegeben, und es
wird das Verfahren bezüglich des Anschlußverbindungsglieds
5 nach der Wahl eines neuen Verbindungsglieds in einem
Schritt 114 und einer Rückkehr zu dem Schritt 106 durchge
führt. Da ein Eintritt zu dem Anschlußverbindungsglied 5
von dem Verbindungsglied 3 aufgrund von Verkehrsvorschrif
ten unmöglich ist, wird in diesem Fall in dem Schritt 106
ein negativer Ausgang gebildet. Daher wird der Aufwand des
Subknotens 4-2 auf dem Anschlußverbindungsglied 5 nicht
aktualisiert und verbleibt auf dem maximalen Wert.
Wenn das Verfahren bezüglich aller Anschlußverbin
dungsglieder beendet ist, wird in dem Schritt 110 ein po
sitiver Ausgang ausgegeben, und es wird in dem Schritt 111
das Verfahren des Bezeichnens des Subknotens durchgeführt,
welcher den geringsten Aufwand besitzt. D.h. es wird das
Bestimmungsflag, welches in dem in Fig. 6 veranschaulich
ten Subknotenaufwandspeicherbereich gespeichert ist, des
in dem Schritt 103 bestimmten Unterknotens auf "1" be
stimmt. Entsprechend Fig. 3 wird das Bestimmungsflag des
Subknotens 1-1 gesetzt.
Als nächstes wird in dem Schritt 112 bestimmt, ob der
Subknoten auf dem letzten Verbindungsglied bezeichnet ist
oder nicht. Wenn er nichtbezeichnet ist, kehrt die Steue
rung zu dem in Fig. 4 dargestellten Schritt 103 zurück.
Wie oben beschrieben wird der Subknoten mit dem mini
malen Wert einer nach dem anderen aus den nichtbezeichne
ten Subknoten gewählt, es wird die Berechnung des Aufwands
des Verbindungsglieds bezüglich des Subknotens mit dem mi
nimalen Wert ausgeführt, und es wird das Verfahren des Ak
tualisierens des Aufwands des Subknotens der mit dem End
knoten des Verbindungsglieds verbundenen Anschlußverbin
dungsglieder durchgeführt.
Wenn entsprechend Fig. 3 der Aufwand des Subknotens 1-2
der kleinste Aufwand des Aufwands der Knoten während des
Aktualisierens des Werts des minimalen Aufwands wird und
der Aufwand des Verbindungsglieds 2 "6" beträgt, wird der
Aufwand des Subknotens 3-3 auf "8" bestimmt, was durch Ad
dieren von "2" (der Aufwand des Subknotens 1-2) auf "6"
(der Aufwand des Verbindungsglieds 2) erzielt wird; es
wird jedoch kein Erneuern des Aufwands des Subknotens 3-2
wegen der Verkehrsvorschrift des Verbots des Rechtsabbie
gens durchgeführt. Wenn der Aufwand des Verbindungsglieds
4 "4" beträgt, wird der Aufwand des Subknotens 4-2 und 4-3
auf den Wert "12" aktualisiert, welcher durch Addieren von
"8" (der Aufwand des Subknotens 3-3) auf "4" (der Aufwand
des Verbindungsglieds 4) erzielt wird.
Wenn der Aufwand des Subknotens 4-1 zu "23" wird, was
den minimalen Wert darstellt, und der Aufwand des Verbin
dungsglieds 4 "4" beträgt, wird der Aufwand des Subknotens
3-2 auf dem Anschlußverbindungsglied 6 auf den Wert "27"
aktualisiert, welcher durch Addieren von "23" (der Aufwand
des Subknotens 4-1) auf "4" (der Aufwand des Verbindungs
glieds 4) erzielt wird. Wenn der Aufwand des Knotens 3
beispielsweise auf "8" bestimmt ist und der Aufwand des
Knotens 3 nach dem Passieren des Verbindungsglieds 4 "27"
beträgt, wird üblicherweise der Aufwand "27" ignoriert, so
daß das Bestimmen der idealen Route, welches vorher in dem
Abschnitt bezüglich der verwandten Technik beschrieben
wurde, nicht durchgeführt werden kann. Da Subknoten an je
dem Anschlußverbindungsglied bezüglich jedes Knotens vor
gesehen sind, wird andererseits bei der vorliegenden Er
findung der Aufwand der Route bestimmt, welche von dem
Verbindungsglied 4 zu dem Verbindungsglied 6 führt.
Dem Verfahren des Schrittes 111 folgend wird das Be
zeichnungsflag jedes Subknotens sequentiell eins nach dem
anderen gesetzt.
Wenn der Subknoten auf dem letzten Verbindungsglied
bezeichnet ist und sich der Subknoten 3-2 auf der Route
mit dem Wert des minimalen Aufwands befindet, ist die
Route von dem Verbindungsglied 4 zu dem Verbindungsglied 6
in der Zielroute enthalten. D.h. entsprechend Fig. 6 ist
eine ideale Route von der augenblicklichen Position zu dem
Ziel über den Knoten 1, das Verbindungsglied 3, den Knoten
4, das Verbindungsglied 4, den Knoten 3 und das Verbin
dungsglied 6 bestimmt.
Wenn der Subknoten des letzten Verbindungsglieds be
zeichnet ist, wird im Schritt 112 ein positiver Ausgang
gebildet, und die Steuerung begibt sich zu einem Schritt
113, und es wird die Route mit dem Wert des minimalen Auf
wands rückwärts von dem Ziel zu der Startposition gezogen.
Danach werden die Verbindungsglied-ID′s der Route ausge
hend von der Startposition bis zu dem Ziel mit derartigen
Verbindungsgliedern bestimmt, und es wird die Zielroute
auf der Anzeigeeinheit 7 hervorgehoben.
Während bei der vorliegenden Erfindung die Berechnung
der Route ohne Kehrtwendungen (U-turns) ausgeführt wird,
kann die Berechnung ebenfalls mit Kehrtwendungen durchge
führt werden. Wenn beispielsweise entsprechend Fig. 3 eine
Kehrtwendung in dem Verbindungsglied 2 nach dem Eintreten
in dasselbe Verbindungsglied von dem Knoten 1 aus durchge
führt wird, wird dieser Fall so behandelt, als ob der Kno
ten 3 von dem Verbindungsglied 2 erreicht wurde und danach
zu dem Verbindungsglied 2 zurückgekehrt wurde, und somit
wird der Aufwand des Subknotens 3-1 auf "8" aktualisiert.
Obwohl die Navigation unter Anzeige der bestimmten
Zielroute auf der Anzeigeeinheit 7 durchgeführt wurde,
kann die Navigation unter Stimmabgabe durchgeführt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit be
vorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die
Zeichnung beschrieben wurde, wird festgestellt, daß ver
schiedene Abänderungen und Modifizierungen möglich sind.
Derartige Abänderungen und Modifizierungen liegen im Rah
men der durch die Ansprüche definierten Erfindung. Bei
spielsweise kann neben einer Ausführung auf der Grundlage
eines Mikroprozessors jede Funktion jedes Schrittes der in
Fig. 4 und 5 veranschaulichten Flußdiagramme ebenfalls
unter Verwendung einer festverdrahteten Logikschaltung
ausgeführt werden. Darüber hinaus können die hierin offen
barten Programme in einem für einen Computer lesbaren Me
dium wie einem CD-ROM, Floppy-Disk, RAM oder dergleichen
gespeichert werden.
Vorstehend wurde ein Navigationssystem mit optimaler
Zielroutenbestimmung offenbart. Werte eines Routenaufwands
werden unter Verwendung des Dÿkstra-Algorithmus auf der
Grundlage einer Verbindungsgliedinformation und einer Ver
bindungs- bzw. Verknüpfungsinformation berechnet, und es
wird eine Zielroute auf der Grundlage eines Zusammenfügens
von Verbindungsgliedern bestimmt, welche den geringsten
Routenaufwand besitzen. Der Routenaufwand wird für Subkno
ten jedes Anschlußverbindungsglieds bestimmt. Daher können
optimale Routen bestimmt werden, obwohl Verkehrsvorschrif
ten wie das Verbot des Rechtsabbiegens oder dergleichen be
züglich bestimmter Knoten existieren.
Claims (27)
1. Navigationssystem mit:
einer Speichereinrichtung (4) zum Speichern von Ver bindungsgliedinformation von Verbindungsgliedern, welche Knoten einer Karte verbinden und einen Wert entsprechend einem Routenaufwand besitzen, und von Verbindungsgliedan schlußinformation bzw. -verknüpfungsinformation;
einer Zielbestimmungseinrichtung (5) zum Bestimmen ei nes Ziels auf der Karte;
einer Routenbestimmungseinrichtung (6), welche eine Routenaufwandsspeichereinrichtung zum Speichern des Routen aufwands der Verbindungsglieder enthält, zum Bestimmen ei ner Zielroute von einer Startposition zu einem von der Zielbestimmungseinrichtung (5) bestimmten Ziel durch Be rechnen des Routenaufwands auf der Grundlage der Verbin dungsgliedinformation und der Verbindungsgliedanschlußin formation unter Verwendung eines Dÿkstra-Algorithmus und durch Wählen von Verbindungsgliedern, welche die Zielroute bilden, welche einen minimalen Aufwand besitzt, und zum Ak tualisieren des Routenaufwands; und
einer Navigationseinrichtung (7) zur Durchführung ei ner Kreuz- bzw. Reisenavigation auf der Grundlage der Navi gationsroute.
einer Speichereinrichtung (4) zum Speichern von Ver bindungsgliedinformation von Verbindungsgliedern, welche Knoten einer Karte verbinden und einen Wert entsprechend einem Routenaufwand besitzen, und von Verbindungsgliedan schlußinformation bzw. -verknüpfungsinformation;
einer Zielbestimmungseinrichtung (5) zum Bestimmen ei nes Ziels auf der Karte;
einer Routenbestimmungseinrichtung (6), welche eine Routenaufwandsspeichereinrichtung zum Speichern des Routen aufwands der Verbindungsglieder enthält, zum Bestimmen ei ner Zielroute von einer Startposition zu einem von der Zielbestimmungseinrichtung (5) bestimmten Ziel durch Be rechnen des Routenaufwands auf der Grundlage der Verbin dungsgliedinformation und der Verbindungsgliedanschlußin formation unter Verwendung eines Dÿkstra-Algorithmus und durch Wählen von Verbindungsgliedern, welche die Zielroute bilden, welche einen minimalen Aufwand besitzt, und zum Ak tualisieren des Routenaufwands; und
einer Navigationseinrichtung (7) zur Durchführung ei ner Kreuz- bzw. Reisenavigation auf der Grundlage der Navi gationsroute.
2. Navigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Routenbestimmungseinrichtung (6)
eine Routenaufwandsaktualisierungseinrichtung (109) zum Aktualisieren des Routenaufwands und
eine Bestimmungseinrichtung (106) aufweist zum Bestim men, ob der Eintritt zu einem bestimmten Verbindungsglied möglich ist, auf der Grundlage der Verbindungsgliedan schlußinformation, und zum Ermöglichen, daß die Routenauf wandsaktualisierungseinrichtung (109) einen Routenaufwand des bestimmten Verbindungsglieds aktualisiert, wenn ein derartiger Eintritt möglich ist.
eine Routenaufwandsaktualisierungseinrichtung (109) zum Aktualisieren des Routenaufwands und
eine Bestimmungseinrichtung (106) aufweist zum Bestim men, ob der Eintritt zu einem bestimmten Verbindungsglied möglich ist, auf der Grundlage der Verbindungsgliedan schlußinformation, und zum Ermöglichen, daß die Routenauf wandsaktualisierungseinrichtung (109) einen Routenaufwand des bestimmten Verbindungsglieds aktualisiert, wenn ein derartiger Eintritt möglich ist.
3. Navigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Routenbestimmungseinrichtung (6) dem Aktuali
sieren des Routenaufwands der Verbindungsglieder in Über
einstimmung mit einer Richtung des Eintritts zu den Verbin
dungsgliedern dient.
4. Navigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Routenbestimmungseinrichtung (6) dem Aktuali
sieren eines Routenaufwands eines bestimmten Verbindungs
glieds bezüglich einer Richtung von einem bestimmten Knoten
zu einem bestimmten Verbindungsglied dient.
5. Navigationssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Routenaufwandsspeichereinrichtung den Routen
aufwand bezüglich jedes Verbindungsglieds speichert.
6. Navigationssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Werte des Routenaufwands auf einen vorbestimm
ten maximalen Wert anfänglich festgelegt sind und auf klei
nere Werte aktualisiert werden können.
7. Navigationssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß Werte des Routenaufwands anfänglich auf einen vor
bestimmten maximalen Wert festgelegt sind; und
die Routenaufwandsbestimmungseinrichtung (6) dem Aktua
lisieren des Routenaufwands des bestimmten Verbindungs
glieds auf einen Wert dient, welcher kleiner als der vorbe
stimmte maximale Wert ist.
8. Navigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß
die Verbindungsinformation wenigstens einen Verbin dungsgliedidentifizierungskode, eine Verbindungsgliedstart koordinate, eine Verbindungsgliedendekoordinate, eine Ver bindungsgliedlänge, einen Verbindungsgliedtyp oder eine Verbindungsgliedbreite enthält; und
die Verbindungsgliedanschlußinformation eine Informa tion bezüglich Verkehrsvorschriften enthält.
die Verbindungsinformation wenigstens einen Verbin dungsgliedidentifizierungskode, eine Verbindungsgliedstart koordinate, eine Verbindungsgliedendekoordinate, eine Ver bindungsgliedlänge, einen Verbindungsgliedtyp oder eine Verbindungsgliedbreite enthält; und
die Verbindungsgliedanschlußinformation eine Informa tion bezüglich Verkehrsvorschriften enthält.
9. Navigationssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß
die Verbindungsgliedinformation wenigstens einen Ver bindungsgliedidentifizierungskode, eine Verbindungsgliedan fangskoordinate, eine Verbindungsgliedendekoordinate, eine Verbindungsgliedlänge, einen Verbindungsgliedtyp oder eine Verbindungsgliedbreite enthält; und
die Verbindungsgliedanschlußinformation eine Informa tion bezüglich Verkehrsvorschriften enthält.
die Verbindungsgliedinformation wenigstens einen Ver bindungsgliedidentifizierungskode, eine Verbindungsgliedan fangskoordinate, eine Verbindungsgliedendekoordinate, eine Verbindungsgliedlänge, einen Verbindungsgliedtyp oder eine Verbindungsgliedbreite enthält; und
die Verbindungsgliedanschlußinformation eine Informa tion bezüglich Verkehrsvorschriften enthält.
10. Navigationssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß die Routenbestimmungseinrichtung (6) dem Aktuali
sieren des Aufwands der Verbindungsglieder in Übereinstim
mung mit einer Richtung des Eintritts zu den Verbindungs
gliedern dient.
11. Von einem Rechnerprogramm gesteuerte Vorrichtung zur
Bestimmung von Routen auf einer Karte, mit:
einer ersten mit einem für einen Rechner lesbaren Kode versehenen Einrichtung (101), um einen Rechner dazu zu ver anlassen, eine Verbindungsgliedinformation von Verbindungs gliedern, welche Knoten verbinden, und Verbindungsgliedan schlußinformation bzw. -verknüpfungsinformation, welche ei ne Information bezüglich Verkehrsvorschriften enthält, aus einem Speichermedium zu lesen;
einer zweiten mit einem für einen Rechner lesbaren Kode versehenen Einrichtung (103), um den Rechner dazu zu veran lassen, einen Knoten aus nichtbezeichneten Knoten zu wäh len, welche von der ersten mit einem für einen Rechner les baren Kode versehbaren Einrichtung (101) ausgelesen wurden, so daß ein Routenaufwand von einer Startposition zu einem Ziel minimal ist;
einer dritten mit einem für einen Rechner lesbaren Kode versehenen Einrichtung (104), um den Rechner dazu zu veran lassen, einen Aufwand für ein Hindurchtreten durch be stimmte Verbindungsglieder, welche mit den nichtbezeichne ten Knoten verbunden sind, zu berechnen, und zum Berechnen und Speichern eines Routenaufwands zu jedem bestimmten Ver bindungsglied; und
einer vierten mit einem für einen Rechner lesbaren Kode versehenen Einrichtung (109, 112), um den Rechner zum wie derholten Ausführen der Wahl und von Berechnungsoperationen zu veranlassen und um die Werte des Routenaufwands zu ak tualisieren.
einer ersten mit einem für einen Rechner lesbaren Kode versehenen Einrichtung (101), um einen Rechner dazu zu ver anlassen, eine Verbindungsgliedinformation von Verbindungs gliedern, welche Knoten verbinden, und Verbindungsgliedan schlußinformation bzw. -verknüpfungsinformation, welche ei ne Information bezüglich Verkehrsvorschriften enthält, aus einem Speichermedium zu lesen;
einer zweiten mit einem für einen Rechner lesbaren Kode versehenen Einrichtung (103), um den Rechner dazu zu veran lassen, einen Knoten aus nichtbezeichneten Knoten zu wäh len, welche von der ersten mit einem für einen Rechner les baren Kode versehbaren Einrichtung (101) ausgelesen wurden, so daß ein Routenaufwand von einer Startposition zu einem Ziel minimal ist;
einer dritten mit einem für einen Rechner lesbaren Kode versehenen Einrichtung (104), um den Rechner dazu zu veran lassen, einen Aufwand für ein Hindurchtreten durch be stimmte Verbindungsglieder, welche mit den nichtbezeichne ten Knoten verbunden sind, zu berechnen, und zum Berechnen und Speichern eines Routenaufwands zu jedem bestimmten Ver bindungsglied; und
einer vierten mit einem für einen Rechner lesbaren Kode versehenen Einrichtung (109, 112), um den Rechner zum wie derholten Ausführen der Wahl und von Berechnungsoperationen zu veranlassen und um die Werte des Routenaufwands zu ak tualisieren.
12. Verfahren zum Navigieren eines Fahrzeugs unter Verwen
dung einer durch eine Mehrzahl von Knoten, welche durch
Verbindungsglieder verbunden sind, definierten Karte von
einer Startposition des Fahrzeugs zu einer Zielposition des
Fahrzeugs, wobei die Knoten und Verbindungsglieder mögliche
Bewegungspfade des Fahrzeugs darstellen, mit den Schritten:
Wählen eines Knotens am nächsten zu der Fahrzeugsstart position als Fahrzeugstartknoten und als augenblicklicher Knoten;
Wählen eines Knotens am nächsten zu der Fahrzeugzielpo sition als Fahrzeugzielknoten;
Berechnen von Werten eines Routenaufwands (102) von dem augenblicklichen Knoten zu allen Zielknoten, welche mit dem augenblicklichen Knoten über ein einziges Verbindungsglied verbunden sind;
für jeden der Zielknoten, welche mit dem augenblickli chen Knoten über ein einziges Verbindungsglied verbunden sind - einem Subknoten den Routenaufwand von der Fahrzeugs tartposition zu dem Zielknoten und eine Route von der Fahr zeugstartposition zu dem Zielknoten Zuordnen, wobei der Routenaufwand bezüglich eines Subknotens des Zielknotens am nächsten zu dem augenblicklichen Knoten ist, falls der Rou tenaufwand geringer ist als ein bereits dem Zielknoten zu geordneter Routenaufwand und die Bewegung von dem augen blicklichen Knoten zu den Zielknoten gestattet ist;
jedem Zielknoten einen kleinsten Routenaufwand und ei nen Pfad von der Fahrzeugstartposition zu dem Zielknoten Zuordnen, welcher den kleinsten Routenaufwand der Subknoten des Zielknotens aufweist;
Wählen (103) eines Knotens der Mehrzahl von Knoten be züglich der Karte, deren Routenaufwand nicht größer als der Routenaufwand aller anderen Knoten der Mehrzahl von Knoten ist, als Knoten mit einem geringsten Aufwand;
wenn der Knoten mit dem geringsten Aufwand nicht als augenblicklicher Knoten gewählt wurde, Wählen des Knotens mit dem geringsten Aufwand als augenblicklichen Knoten und Wiederholen der Berechnungs- und Zuordnungsschritte;
wenn der Knoten mit dem geringsten Aufwand als augen blicklicher Knoten gewählt wurde und ein Knoten außer dem Fahrzeugzielknoten, welcher nicht als augenblicklicher Kno ten gewählt wurde, einen ihm zugeordneten Routenaufwand be sitzt, welcher geringer als ein Routenaufwand des Fahrzeug zielknotens ist, Wählen des nicht ausgewählten Knotens au ßer dem Fahrzeugzielknoten als augenblicklicher Knoten und Wiederholen der Berechnungs- und Zuordnungsschritte; und
wenn der Knoten mit dem geringsten Aufwand als augen blicklicher Knoten gewählt wurde und ein Knoten außer dem Fahrzeugzielknoten, welcher nicht als augenblicklicher Kno ten ausgewählt wurde, einen ihm zugeordneten Routenaufwand besitzt, welcher nicht geringer als ein Routenaufwand des Fahrzeugzielknotens ist, Wählen eines dem Fahrzeugzielkno ten zugeordneten Pfads als Pfad mit geringstem Aufwand von der Fahrzeugstartposition zu der Fahrzeugzielposition.
Wählen eines Knotens am nächsten zu der Fahrzeugsstart position als Fahrzeugstartknoten und als augenblicklicher Knoten;
Wählen eines Knotens am nächsten zu der Fahrzeugzielpo sition als Fahrzeugzielknoten;
Berechnen von Werten eines Routenaufwands (102) von dem augenblicklichen Knoten zu allen Zielknoten, welche mit dem augenblicklichen Knoten über ein einziges Verbindungsglied verbunden sind;
für jeden der Zielknoten, welche mit dem augenblickli chen Knoten über ein einziges Verbindungsglied verbunden sind - einem Subknoten den Routenaufwand von der Fahrzeugs tartposition zu dem Zielknoten und eine Route von der Fahr zeugstartposition zu dem Zielknoten Zuordnen, wobei der Routenaufwand bezüglich eines Subknotens des Zielknotens am nächsten zu dem augenblicklichen Knoten ist, falls der Rou tenaufwand geringer ist als ein bereits dem Zielknoten zu geordneter Routenaufwand und die Bewegung von dem augen blicklichen Knoten zu den Zielknoten gestattet ist;
jedem Zielknoten einen kleinsten Routenaufwand und ei nen Pfad von der Fahrzeugstartposition zu dem Zielknoten Zuordnen, welcher den kleinsten Routenaufwand der Subknoten des Zielknotens aufweist;
Wählen (103) eines Knotens der Mehrzahl von Knoten be züglich der Karte, deren Routenaufwand nicht größer als der Routenaufwand aller anderen Knoten der Mehrzahl von Knoten ist, als Knoten mit einem geringsten Aufwand;
wenn der Knoten mit dem geringsten Aufwand nicht als augenblicklicher Knoten gewählt wurde, Wählen des Knotens mit dem geringsten Aufwand als augenblicklichen Knoten und Wiederholen der Berechnungs- und Zuordnungsschritte;
wenn der Knoten mit dem geringsten Aufwand als augen blicklicher Knoten gewählt wurde und ein Knoten außer dem Fahrzeugzielknoten, welcher nicht als augenblicklicher Kno ten gewählt wurde, einen ihm zugeordneten Routenaufwand be sitzt, welcher geringer als ein Routenaufwand des Fahrzeug zielknotens ist, Wählen des nicht ausgewählten Knotens au ßer dem Fahrzeugzielknoten als augenblicklicher Knoten und Wiederholen der Berechnungs- und Zuordnungsschritte; und
wenn der Knoten mit dem geringsten Aufwand als augen blicklicher Knoten gewählt wurde und ein Knoten außer dem Fahrzeugzielknoten, welcher nicht als augenblicklicher Kno ten ausgewählt wurde, einen ihm zugeordneten Routenaufwand besitzt, welcher nicht geringer als ein Routenaufwand des Fahrzeugzielknotens ist, Wählen eines dem Fahrzeugzielkno ten zugeordneten Pfads als Pfad mit geringstem Aufwand von der Fahrzeugstartposition zu der Fahrzeugzielposition.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des dem Subknoten Zuordnens einen Schritt auf
weist, bei welchem dem Subknoten der Routenaufwand von der
Fahrzeugstartposition zu dem Zielknoten und eine Route von
der Fahrzeugstartposition zu dem Zielknoten zugeordnet
wird, wobei der Routenaufwand bezüglich eines Subknotens
des Zielknotens dem Zielknoten am nächsten ist, falls eine
Bewegung von dem augenblicklichen Knoten zu dem Zielknoten
gestattet ist wie die Zielinformation bezüglich der Ver
kehrsvorschriften angezeigt, welche einem augenblicklichen
Zielverbindungsglied zugeordnet sind, welches den augen
blicklichen Knoten und den Zielknoten verbindet.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Information bezüglich der Verkehrsvorschriften eine er
laubte Bewegungsrichtung des Fahrzeugs von dem augenblick
lichen Zielverbindungsglied anzeigt.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Information bezüglich der Verkehrsvorschriften eine er
laubte Richtung des Abbiegens des Fahrzeugs von einem letz
ten Verbindungsglied in einem Pfad mit dem geringsten Auf
wand von der Startposition zu dem augenblicklichen Knoten
zu dem augenblicklichen Zielverbindungsglied anzeigt.
16. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch den
Schritt des Bestimmens der Startposition auf der Grundlage
von Signalen von wenigstens einem globalen Positionierungs
system (1), einem Fahrzeugorientierungssensor (2) oder ei
nem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (3).
17. Verfahren nach Anspruch 12, des weiteren gekennzeichnet
durch den Schritt des Eingebens (101) einer Anzeige der
Zielposition von einem Benutzer.
18. Verfahren nach Anspruch 12, des weiteren gekennzeichnet
durch den Schritt des Erzeugens (113) einer von einem Be
nutzer wahrnehmbaren Beschreibung des Pfads mit dem gering
sten Aufwand.
19. Verfahren nach Anspruch 12, des weiteren gekennzeichnet
durch den Schritt des Erzeugens (113) einer von einem Be
nutzer wahrnehmbaren Beschreibung einer Position des Fahr
zeugs relativ zu dem Pfad mit geringstem Aufwand.
20. Fahrzeugnavigationssystem mit:
einer Speichervorrichtung (4) zum Speichern von Daten bezüglich einer Karte, welche durch eine Mehrzahl von Kno ten, die durch Verbindungsglieder von einer Startposition des Fahrzeugs zu einer Zielposition des Fahrzeugs miteinan der verbunden sind, definiert ist, wobei die Knoten und Verbindungsglieder mögliche Bewegungspfade des Fahrzeugs darstellen; und
einem Mikroprozessor, welcher zur Durchführung folgen der Operationen vorgesehen ist:
Lesen (101) der Daten entsprechend der Karte, welche in der Speichervorrichtung gespeichert sind;
Wählen eines Knotens, welcher am nächsten zu der Fahr zeugsstartposition befindlich ist, als Fahrzeugstartknoten und als augenblicklicher Knoten;
Wählen eines Knotens, welcher am nächsten zu der Fahr zeugzielposition befindlich ist, als Fahrzeugzielknoten;
Berechnen (102) von Werten des Routenaufwands von dem augenblicklichen Knoten zu allen Zielknoten, welche mit den augenblicklichen Knoten über ein einziges Verbindungsglied verbunden sind;
für jeden der Zielknoten, welche mit dem augenblickli chen Knoten über ein einziges Verbindungsglied verbunden sind - einem Subknoten den Routenaufwand von der Fahrzeug startposition zu dem Zielknoten und eine Route von der Fahrzeugstartposition zu dem Zielknoten Zuordnen, wobei der Routenaufwand bezüglich eines Subknotens des Zielknotens am Nächsten zu dem Zielknoten ist, falls der Routenaufwand niedriger als ein bereits dem Zielknoten zugeordneter Rou tenaufwand ist und eine Bewegung von dem augenblicklichen Knoten zu dem Zielknoten gestattet ist;
jedem Zielknoten einen kleinsten Routenaufwand und ei nen Pfad von der Fahrzeugstartposition zu dem Zielknoten Zuordnen, welcher den geringsten Routenaufwand der Subkno ten des Zielknotens aufweist;
Wählen eines Knotens (103) der Mehrzahl von Knoten der Karte, deren Routenaufwand nicht größer als der Routenauf wand aller anderen Knoten in der Mehrzahl von Knoten ist, als Knoten mit geringstem Aufwand;
wenn der Knoten mit geringstem Aufwand nicht als augen blicklicher Knoten gewählt wurde, Wählen des Knotens mit dem geringsten Aufwand als augenblicklicher Knoten und Wie derholen der Berechnungs- und Zuordnungsfunktionen;
wenn der Knoten mit geringstem Aufwand als augenblick licher Knoten gewählt wurde und ein Knoten außer dem Fahr zeugzielknoten, welcher nicht als augenblicklicher Knoten gewählt wurde, einen ihm zugeordneten Routenaufwand be sitzt, welcher geringer als ein Routenaufwand des Fahrzeug zielsknotens ist, Wählen des nichtgewählten Knotens außer dem Fahrzeugzielknoten als augenblicklicher Knoten und Wie derholen der Berechnungs- und Zuordnungsfunktionen; und
wenn der Knoten mit dem geringsten Aufwand als augen blicklicher Knoten gewählt wurde und ein Knoten außer dem Fahrzeugzielknoten, welcher nicht als augenblicklicher Kno ten gewählt wurde, einen ihm zugeordneten Routenaufwand be sitzt, welcher nicht geringer als ein Routenaufwand des Fahrzeugzielknotens ist, Wählen eines dem Fahrzeugzielkno ten zugeordneten Pfads als Pfad mit geringstem Aufwand von der Fahrzeugstartposition zu der Fahrzeugzielposition.
einer Speichervorrichtung (4) zum Speichern von Daten bezüglich einer Karte, welche durch eine Mehrzahl von Kno ten, die durch Verbindungsglieder von einer Startposition des Fahrzeugs zu einer Zielposition des Fahrzeugs miteinan der verbunden sind, definiert ist, wobei die Knoten und Verbindungsglieder mögliche Bewegungspfade des Fahrzeugs darstellen; und
einem Mikroprozessor, welcher zur Durchführung folgen der Operationen vorgesehen ist:
Lesen (101) der Daten entsprechend der Karte, welche in der Speichervorrichtung gespeichert sind;
Wählen eines Knotens, welcher am nächsten zu der Fahr zeugsstartposition befindlich ist, als Fahrzeugstartknoten und als augenblicklicher Knoten;
Wählen eines Knotens, welcher am nächsten zu der Fahr zeugzielposition befindlich ist, als Fahrzeugzielknoten;
Berechnen (102) von Werten des Routenaufwands von dem augenblicklichen Knoten zu allen Zielknoten, welche mit den augenblicklichen Knoten über ein einziges Verbindungsglied verbunden sind;
für jeden der Zielknoten, welche mit dem augenblickli chen Knoten über ein einziges Verbindungsglied verbunden sind - einem Subknoten den Routenaufwand von der Fahrzeug startposition zu dem Zielknoten und eine Route von der Fahrzeugstartposition zu dem Zielknoten Zuordnen, wobei der Routenaufwand bezüglich eines Subknotens des Zielknotens am Nächsten zu dem Zielknoten ist, falls der Routenaufwand niedriger als ein bereits dem Zielknoten zugeordneter Rou tenaufwand ist und eine Bewegung von dem augenblicklichen Knoten zu dem Zielknoten gestattet ist;
jedem Zielknoten einen kleinsten Routenaufwand und ei nen Pfad von der Fahrzeugstartposition zu dem Zielknoten Zuordnen, welcher den geringsten Routenaufwand der Subkno ten des Zielknotens aufweist;
Wählen eines Knotens (103) der Mehrzahl von Knoten der Karte, deren Routenaufwand nicht größer als der Routenauf wand aller anderen Knoten in der Mehrzahl von Knoten ist, als Knoten mit geringstem Aufwand;
wenn der Knoten mit geringstem Aufwand nicht als augen blicklicher Knoten gewählt wurde, Wählen des Knotens mit dem geringsten Aufwand als augenblicklicher Knoten und Wie derholen der Berechnungs- und Zuordnungsfunktionen;
wenn der Knoten mit geringstem Aufwand als augenblick licher Knoten gewählt wurde und ein Knoten außer dem Fahr zeugzielknoten, welcher nicht als augenblicklicher Knoten gewählt wurde, einen ihm zugeordneten Routenaufwand be sitzt, welcher geringer als ein Routenaufwand des Fahrzeug zielsknotens ist, Wählen des nichtgewählten Knotens außer dem Fahrzeugzielknoten als augenblicklicher Knoten und Wie derholen der Berechnungs- und Zuordnungsfunktionen; und
wenn der Knoten mit dem geringsten Aufwand als augen blicklicher Knoten gewählt wurde und ein Knoten außer dem Fahrzeugzielknoten, welcher nicht als augenblicklicher Kno ten gewählt wurde, einen ihm zugeordneten Routenaufwand be sitzt, welcher nicht geringer als ein Routenaufwand des Fahrzeugzielknotens ist, Wählen eines dem Fahrzeugzielkno ten zugeordneten Pfads als Pfad mit geringstem Aufwand von der Fahrzeugstartposition zu der Fahrzeugzielposition.
21. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß
der Mikroprozessor dazu vorgesehen ist, dem Subknoten einen
Routenaufwand von der Fahrzeugstartposition zu dem Zielkno
ten und eine Route von der Fahrzeugstartposition zu dem
Zielknoten zuzuordnen, wobei der Routenaufwand bezüglich
eines Subknotens des Zielknotens am nächsten zu dem augen
blicklichen Knoten ist, falls eine Bewegung von dem augen
blicklichen Knoten zu dem Zielknoten gestattet ist wie
durch die Information bezüglich der Verkehrsvorschriften
angezeigt, welche einem augenblicklichen Zielverbindungs
glied zugeordnet sind, welches den augenblicklichen Knoten
mit dem Zielknoten verbindet.
22. System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
die Information bezüglich der Verkehrsvorschriften eine er
laubte Bewegungsrichtung des Fahrzeugs auf dem augenblick
lichen Zielverbindungsglied anzeigt.
23. System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
die Information bezüglich der Verkehrsvorschriften eine er
laubte Abzweigerichtung des Fahrzeugs von einem letzten
Verbindungsglied in einem Pfad mit dem geringsten Aufwand
von der Startposition zu dem augenblicklichen Knoten zu dem
augenblicklichen Zielverbindungsglied anzeigt.
24. System nach Anspruch 20, des weiteren gekennzeichnet,
durch:
eine Fahrzeugbewegungsanzeigevorrichtung (1, 2, 3) zum Erzeugen wenigstens eines Positionssignals, welches eine Position des Fahrzeugs relativ zu der Karte darstellt, ei nes Fahrzeugorientierungssignals, welches eine Ausrichtung des Fahrzeugs darstellt, oder eines Fahrzeuggeschwindig keitssignals, welches eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs darstellt, als Ausgangssignal;
wobei der Mikroprozessor des weiteren für die Bestim mung der Startposition auf der Grundlage des Ausgangs signals der Fahrzeugbewegungsanzeigevorrichtung (1, 2, 3) vorgesehen ist.
eine Fahrzeugbewegungsanzeigevorrichtung (1, 2, 3) zum Erzeugen wenigstens eines Positionssignals, welches eine Position des Fahrzeugs relativ zu der Karte darstellt, ei nes Fahrzeugorientierungssignals, welches eine Ausrichtung des Fahrzeugs darstellt, oder eines Fahrzeuggeschwindig keitssignals, welches eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs darstellt, als Ausgangssignal;
wobei der Mikroprozessor des weiteren für die Bestim mung der Startposition auf der Grundlage des Ausgangs signals der Fahrzeugbewegungsanzeigevorrichtung (1, 2, 3) vorgesehen ist.
25. System nach Anspruch 20, des weiteren gekennzeichnet
durch eine Eingabeeinrichtung (5) zum Eingeben einer von
einem Benutzer bereitgestellten Anzeige der Zielposition.
26. System nach Anspruch 20, des weiteren gekennzeichnet
durch eine Ausgabeeinrichtung (7) zum Erzeugen einer von
einem Benutzer wahrnehmbaren Beschreibung des Pfads mit ge
ringstem Aufwand.
27. System nach Anspruch 20, des weiteren gekennzeichnet
durch eine Ausgabeeinrichtung (7) zum Erzeugen einer von
einem Benutzer wahrnehmbaren Beschreibung einer Position
des Fahrzeugs relativ zu dem Pfad mit geringstem Aufwand.
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